KR101445914B1

KR101445914B1 - 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법

Info

Publication number: KR101445914B1
Application number: KR1020120038534A
Authority: KR
Inventors: 료이치 미시오; 도요하루 이노우에
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2012-04-13
Publication date: 2014-11-03
Also published as: TWI452447B; TW201243523A; JP5533769B2; KR20120117680A; CN102736445B; CN102736445A; JP2012220923A

Abstract

워크에 신축 변형이 발생해도, 투영 노광에 의해 워크에 형성하는 패턴의 위치를, 그 이전의 노광 처리에 의해 형성되어 있는 패턴의 위치와, 다음 공정에서 행하는 스크린 인쇄 등의 마스크 패턴의 위치 사이에 큰 어긋남을 발생시키지 않도록 한 것이다.
투영 노광 장치에서의 위치 맞춤 시에, 마스크 M의 마스크 마크 MAM1~4와 워크 마크 WAM1~4의 어긋남량 dR의 총합에, 마스크 M의 마스크 마크 MAM1~4의 위치와, 다음 공정에서 사용하는 스크린 마스크의 마스크 마크 SAM1~4의 기준 위치의 어긋남량 dM의 총합을 더한 것이 최소가 되도록, 상기 마스크 M의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정함과 함께, 마스크 M 또는 워크 W를 이동시켜, 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤을 행한다.

Description

마스크와 워크의 위치 맞춤 방법{METHOD FOR ALIGNING POSITION BETWEEN MASK AND WORK}

본 발명은, 워크 상에 마스크 패턴을 투영하여 노광하는 투영 노광 장치에서의 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법에 관한 것으로, 특히, 처리 공정에서 신축하여 크기가 바뀌는 워크가 대상이며, 상기 위치 맞춤을 할 때에 다음 공정에서의 위치 맞춤을 고려하여 위치 맞춤을 행함으로써, 당해 투영 노광 처리의 다음 공정에서, 땜납의 스크린 인쇄, 컨택트 노광, 프록시미티 노광과 같은, 크기가 정해진 마스크와 워크를 접촉 혹은 접근시켜 마스크 패턴을 워크 상에 전사하는 작업을 행하는 경우에도, 큰 어긋남을 발생시키는 일 없이, 상기 크기가 정해진 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행하는 것이 가능한 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법에 관한 것이다.

투영 노광을 행하여, 다음 공정에서 마스크와 워크를 밀착시켜 마스크 패턴을 워크에 전사하는 예로서, 여기에서는 스크린 인쇄를 예로서 설명한다.

프린트 기판 등의 제조에 있어서는, 투영 노광 장치에 의해 워크 상에 마스크 패턴을 전사하는 처리를 행하여 워크에 배선 패드의 패턴을 형성하고, 그 후, 형성한 배선 패드 상에 스크린 인쇄에 의해 땜납을 인쇄하는 작업이 행해진다.

도 9에 상기 배선 패드와, 땜납이 인쇄(도포)된 배선 패드의 개념도를 나타낸다.

이 도의 (a)에 나타낸 바와 같이, 투영 노광 처리 등에 의해, 기판(워크) 상에 구리 등의 도체로 이루어지는 배선 패턴 Pp와 배선 패드 Pd를 형성하고, 이 도의 (b)에 나타낸 바와 같이, 배선 패드 Pd 상에, 스크린 인쇄에 의해, 땜납 S를 인쇄(도포)한다.

상기 스크린 인쇄는, 마스크와 상기 배선 패드가 형성된 워크를 겹쳐 맞추어, 마스크 상에 땜납을 도포하고, 워크 상의, 마스크에 설치된 개구 부분에 대응한 위치에 땜납을 도포하는 것이다. 또한, 상기 워크에 배선 패드의 패턴을 형성하는 공정에서는, 프린트 기판(워크)이 신축하므로, 투영 노광을 할 때에서는, 워크의 신축에 따라 투영하는 마스크 패턴 이미지의 배율을 변화시킨다.

한편, 상기 스크린 인쇄에서는, 마스크를 워크에 밀착시켜 땜납을 도포하므로, 투영 노광과 같이 워크의 신축에 따라 투영하는 마스크 패턴 이미지의 배율을 변화시키지는 못하여, 상기 워크의 신축을 고려하여 미리 크기를 설정한 마스크를 사용하여 행하게 된다.

이상과 같이, 프린트 기판 등의 워크에 배선 패드의 패턴을 형성하고, 형성한 배선 패드 상에 땜납을 얹어 놓는(인쇄하는) 공정은, 대체로 다음과 같이 이루어진다.

(가) 투영 노광 장치에 의해, 배선 패턴을 형성하고 있는 워크에 배선 패드의 패턴을 형성한다.

(나) 스크린 인쇄 장치에 의해 워크에 형성한 배선 패드 상에 땜납을 인쇄한다.

상기 처리에 대해서, 더 구체적으로 설명한다.

(가) 투영 노광에 의한 워크에 대한 배선 패드의 패턴의 형성

우선 상기 (가)의 공정에 대해서 설명한다. 또한 이 공정 전에, 워크에는 이미 배선 패턴이 형성되어 있다.

투영 노광 장치에 의해, 배선 패드의 패턴을 형성한 마스크와, 레지스트를 도포한 워크(배선 패턴이 이미 형성되어 있다)를, 소정의 위치 관계로 위치 맞춤(얼라인먼트)하고, 그 후, 이 마스크를 통하여 워크에 노광광을 조사한다. 이것에 의해, 워크의 소정의 위치에 배선 패드의 패턴이 워크에 전사(노광)된다.

상기의 노광 처리에 사용되는 투영 렌즈를 구비한 노광 장치의 일례가, 특허 문헌 1(일본국 공개특허 평9-82615)에 기재되어 있다. 이 공보의 도 1 등에 나타낸 노광 장치에 의해, 상기 위치 맞춤을 행하는 경우의 동작을, 도 10을 사용하여 설명한다. 또한, 도 10에 있어서는, 도면이 복잡해지므로 워크에 형성되어 있는 배선 패턴을 생략하고 있다.

도 10(a)에 나타낸 바와 같이, 마스크 M에는, 워크 W에 형성하는 배선 패드의 패턴 P가 형성되어 있다. 워크 W는 프린트 기판 등의 수지 기판이다.

투영 렌즈(특허 문헌 1의 도 1 등 참조)는, 마스크 M에 형성되어 있는 패턴 P를 워크 W 상에 투영하는 렌즈이며, 투영 렌즈는 줌 기구를 구비하고 있으며, 워크의 신축에 따라 투영하는 패턴 이미지의 배율을 변화시킬 수 있다.

노광 처리에 있어서는, 워크 W의 소정의 위치에 배선 패드 Pd를 형성하기 위해, 노광을 행하기 전에, 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤을 행한다. 그 때문에, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 마스크 M에는 마스크 얼라인먼트 마크(이하 마스크 마크 MAM), 워크에는 워크 얼라인먼트 마크(이하 워크 마크 WAM)가 형성되어 있다.

마스크와 워크의 위치 맞춤은, 평면 내의 2방향(X방향과 Y방향) 및 회전 방향(θ방향)에 대해서 행하므로, 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM은, 각각 2개소 이상 형성된다. 도 10에 있어서는, 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM은, 각각 4개 형성하고 있다.

마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 검출은, 얼라인먼트 현미경(특허 문헌 1의 도 1 등 참조)에 의해 행한다. 얼라인먼트 현미경은, 형성하는 마스크 마크와 워크 마크의 수에 맞추어 설치한다.

마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤의 순서는, 다음과 같은 것이다.

(a) 투영 렌즈에 의해 투영되는 마스크 마크 MAM을, 얼라인먼트 현미경에 의해 검출한다. 또, 워크 W에 형성되어 있는 워크 마크 WAM을 얼라인먼트 현미경에 의해 검출한다.

(b) 얼라인먼트 현미경에 의해 검출한 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM을 장치의 제어부에서 화상 처리하여, 각각의 위치 좌표를 구한다.

(c) 워크 마크 WAM과 마스크 마크 MAM의 위치의 어긋남량의 총합이 최소가 되도록, 바람직하게는 일치하도록, 마스크 M 또는 워크 W를 XYθ방향으로 이동시킨다. 또, 워크 W가 신축 변형되어, 크기에 변화가 발생한 경우는, 투영 렌즈의 줌 기구에 의해, 워크 W 상에 투영하는 마스크 패턴 이미지의 배율을 바꾼다.

(d) 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 좌측 상부의 마스크 마크 MAM1과 워크 마크 WAM1의 어긋남량을 dR1, 마찬가지로 우측 상부의 양 마크 MAM2와 WAM2의 어긋남량을 dR2, 좌측 하부의 양 마크 MAM3과 WAM3의 어긋남량을 dR3, 우측 하부의 양 마크 MAM4와 WAM4의 어긋남량을 dR4(도의 우측에, MAM4와 WAM4의 어긋남량 dR4를 확대하여 나타낸다)로 하면, 4개소의 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량의 총합은, 다음 식 (1)로 표시된다.

그리고 도 10(c)에 나타낸 바와 같이, 상기 어긋남량 dR의 총합이 가장 작아지도록, (투영 렌즈에 의해) 워크 상에 투영하는 마스크 패턴 이미지의 배율을 바꾸고, 또, 마스크와 워크를 XYθ방향으로 상대적으로 이동시킨다.

(e) 위치 맞춤 종료 후, 워크 W에 대해 마스크 M을 통하여 노광광을 조사하여, 마스크 M에 형성되어 있는 패턴을 워크 W 상에 노광한다. 이것에 의해, 워크 W에 형성되어 있는 배선 패턴의 소정의 위치에 배선 패드가 형성된다.

(나) 다음에, (나)의 스크린 인쇄의 공정에 대해서, 도 11, 도 12, 도 13을 이용하여 설명한다.

도 11은, 스크린 인쇄에 이용되는 마스크 ScM(이하, 스크린 마스크 또는 메탈 마스크라고 한다)의 일례를 나타낸 도, 도 12는 스크린 인쇄 장치에 의한 작업을 설명한 도, 도 13은 그 순서를 나타낸 플로차트이다.

또한, 상기 스크린 인쇄 기술에 대해서는, 예를 들면 특허 문헌 2의 단락 0004~0006, 도 9나, 특허 문헌 3의 단락 0005, 도 6 등에 기재되어 있다.

이하, 상기 도 11~도 13에 의해, 땜납 도포 장치에 의한 워크에 대한 땜납 도포(스크린 인쇄) 순서의 개요를 설명한다.

(a) 도시하지 않은 반송 기구에 의해, 워크 W가 도 12(a)에 나타낸 워크 스테이지(14) 상에 놓여져 유지된다. 또한, 워크에는 회로 패턴이 형성되어 있다.

(b) 워크 스테이지 구동 기구(도시하지 않음)가 동작하여, 워크 스테이지(14)는, 스크린 마스크 ScM과 워크 W가 근접하는 위치까지 상승(Z방향 이동)한다(도 13의 단계 S1).

또한, 스크린 인쇄에 사용되는 스크린 마스크 ScM은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 상기 도 9에 나타낸 배선 패드가 형성되어 있는 위치에 대응하는 위치에 개구가 설치된 것이며, 이 도면에는 나타내고 있지 않지만, 노광 장치에서 이용한 마스크와 마찬가지로, 스크린 마스크 ScM에도 4개소에 얼라인먼트 마크(스크린 마스크의 얼라인먼트 마크 또는 제2 마스크 마크) SAM로서 관통 구멍이 형성되어 있다.

(c) 스크린 마스크 ScM 상에, 도 12(a)에 나타낸 얼라인먼트 현미경(16)을 삽입한다(도 13의 단계 S2).

얼라인먼트 현미경(16)은, 마스크 마크 SAM과 워크 W에 형성되어 있는 워크 마크 WAM을 동시에 검출한다. 즉, 얼라인먼트 현미경(16)은, 마스크 마크 SAM인 관통 구멍 중에 워크 마크 WAM을 검출한다(도 13의 단계 S3).

(d) 땜납 도포 장치의 제어부(도시하지 않음)는, 검출한 마스크 마크 SAM과 워크 마크 WAM의 위치 정보에 기초하여, 관통 구멍인 마스크 마크 SAM의 중심에 워크 마크 WAM이 오도록, 워크 스테이지 구동 기구(15)에 의해 워크 스테이지(14)를 X방향(예를 들면 이 도의 좌우 방향), Y방향(예를 들면 이 도에서 종이면에 대해 수직 방향), θ방향으로 이동(워크 스테이지면에 수직인 축을 중심으로 하여 회전)시켜, 스크린 마스크 ScM과 워크 W의 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행한다(도 13의 단계 S4).

또한, 스크린 마스크 ScM과 워크 W의 위치 맞춤은, 마스크 스테이지(13)를 이동시켜 행해도 되고, 워크 스테이지(14)와 마스크 스테이지(13) 양쪽을 이동시켜 행하도록 해도 된다.

(e) 얼라인먼트 종료 후, 워크 스테이지 구동 기구에 의해 워크 스테이지(14)를 상승시켜, 스크린 마스크 ScM과 워크 W를 접촉시킨다(도 13의 단계 S5).

(f) 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 스크린 마스크 ScM과 워크 W를 접촉시킨 상태에서, 스퀴지(15)로 불리는 주걱으로, 땜납(크림 땜납)을 롤링시키면서, 스크린 마스크 ScM의 개구 상을 통과시켜, 워크 W에 도포한다. 워크 W에는 스크린 마스크 ScM의 개구가 형성되어 있는 부분에만 땜납이 도포되어, 땜납 패드가 형성된다(도 13의 단계 S6).

(g) 땜납의 도포가 끝나면, 워크 스테이지 구동 기구가 동작하여, 도 12(c)에 나타낸 바와 같이 워크 스테이지(14)가 하강한다(도 13의 단계 S7).

(h) 도시하지 않은 반송 기구에 의해, 땜납의 도포(땜납 패드의 형성)가 끝난 워크 W가, 워크 스테이지(14)로부터 땜납 도포 장치 밖으로 반출된다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 땜납 S는 배선 패드 Pd 상에 도포되지만, 워크 W에 형성한 배선 패드 Pd의 위치와, 스크린 마스크 ScM의 개구의 위치가 일치하고 있지 않으면, 배선 패드 Pd 상에 땜납 S가 인쇄(도포)되지 않아, 단선이나 단락 등의 문제의 원인이 된다.

또한, 이와 같이, 투영 노광을 행한 후에, 마스크를 워크에 밀착 혹은 접근시켜 처리하는 작업은, 상기와 같이 스크린 인쇄를 행하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 투영 노광을 행한 후에 컨택트 노광, 프록시미티 노광을 행하는 경우에도 마찬가지이다.

일본국 공개특허 평9-82615호 공보 일본국 공개특허 평8-264932호 공보 일본국 공개특허 2003-53932호 공보

상기 스크린 인쇄는, 도 14(b)에 나타낸 개구를 형성한 스크린 마스크(메탈 마스크) M을, 이 도의 (a)에 나타낸 워크 W 상에 얹어 놓고, 이 도의 (c)에 나타낸 바와 같이, 워크에 형성되어 있는 워크 마크 WAM과 제2 마스크 마크 SAM의 위치가 일치하도록, 스크린 마스크 ScM과 워크 W를 상대적으로 XYθ방향으로 이동시켜 위치 맞춤을 행한다. 그리고, 상기한 바와 같이, 스퀴지(15)로, 스크린 마스크 ScM의 개구에 땜납 S를 충전시켜, 땜납 S를 워크의 배선 패드 상에 인쇄한다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 워크 W가 신축하지 않고, 스크린 마스크 ScM과 동일한 크기이면, 마스크 ScM의 개구와 워크 W 상의 배선 패드 Pd는 어긋나는 일 없이 일치한다.

그러나, 상기 워크 W로서 사용하는 프린트 기판은, 빌트 업을 위해서 래미네이트와 열경화의 공정을 반복한다. 이 공정의 반복에 의해, 프린트 기판은 서서히 수축되어 가는 경우가 많다.

기판이 수축되면, 도 15(a)에 나타낸 바와 같이, 그 위에 형성되어 있는 워크 마크 WAM의 위치도 변화된다. 구체적으로는, 기판에 형성되어 있는 배선 패턴의 크기가 기판이 수축한 만큼, 전체적으로 축소된다.

종래 기술에 있어서 나타낸 투영 노광 장치를 이용하면, 투영 렌즈의 배율을 변화시킴으로써, 기판의 수축에 의해 위치가 변화된 배선 패턴이나 워크 마크에 대해, 마스크 패턴의 크기를 바꾸어 마스크와 워크의 위치 맞춤을 할 수 있다.

이것에 의해, 노광 장치는, 워크의 수축에 의해 전체적으로 축소된 배선 패턴에 맞추어, 배선 패드의 위치를 이동시켜 형성할 수 있다.

그러나, 배선 패드에 땜납을 인쇄하기 위한 스크린 인쇄기의 스크린 마스크 ScM은, 기본적으로는, 신축이 발생하지 않은 기판에 형성되는 배선 패드의 위치를 상정하여 개구가 형성되어 있다. 즉, 신축되어 있지 않은 패턴에 기초하여 개구가 형성되어 있다.

그리고 이 스크린 마스크는, 워크 상에 직접 얹어 놓아 사용하는 것이며, 투영 노광과 같이 개구 패턴의 배율을, 기판의 변형에 맞추어 바꿀 수는 없다.

그 때문에, 투영 노광 장치에 있어서, 도 15(a)에 나타낸 바와 같이 예를 들면 기판(워크 W)의 수축에 의해 축소된 배선 패턴에 맞추어, 워크 W에, 위치를 이동시킨 배선 패드 Pd가 형성되면, 도 15(b)에 나타낸 축소되어 있지 않은 스크린 마스크 ScM을, 도 15(c)에 나타낸 바와 같이 워크 W 상에 겹친 경우, 워크 W에 형성한 배선 패드의 위치와, 스크린 마스크 ScM의 개구의 위치가 맞지 않게 된다.

이러한 상태에서 땜납 인쇄를 행하면, 워크에 형성되어 있는 땜납 패드 상에 땜납은 인쇄되지 않아, 단선이나 단락 등의 문제의 원인이 된다.

그렇다고 해서, 노광 장치에 의해 배선 패드를 형성할 때에, 워크에 투영하는 배선 패드의 위치를 워크의 신축에 수반하는 배선 패턴의 축소나 확대에 맞추어 배율을 변경하는 것을 하지 않으면, 워크에 형성되어 있는 배선 패턴의 위치와 배선 패드의 위치가 맞지 않게 되므로, 이것도, 단선이나 단락 등의 문제의 원인이 된다.

또, 스크린 마스크 ScM의 크기를 워크 W의 신축을 고려하여 설정하여, 스크린 마스크의 개구 위치 및 얼라인먼트 마크 SAM의 위치가, 예상한 배선 패드의 위치 및 워크 마크 WAM의 위치에 맞도록 스크린 마스크 ScM을 작성하는 것도 생각할 수 있지만, 워크의 신축량은 반드시 일정하지 않기 때문에, 이러한 스크린 마스크 ScM을 작성할 수 있었다고 해도, 스크린 마스크 ScM의 얼라인먼트 마크 SAM과, 워크 W에 형성된 워크 마크 WAM의 위치 맞춤은 곤란해지는 경우가 많다.

이상과 같이, 스크린 인쇄에서는, 마스크를 워크에 밀착시켜 땜납을 도포하므로, 투영 노광과 같이 워크의 신축에 따라 투영하는 마스크 패턴 이미지의 배율을 변화시키지는 못하여, 워크의 신축에 의해, 스크린 인쇄에 사용하는 마스크와 크기가 크게 상이하면, 스크린 인쇄를 할 수 없는 경우도 발생하게 된다.

또한, 상기와 같은 문제는, 상기한, 투영 노광을 행한 후에 컨택트 노광, 프록시미티 노광을 행하는 경우에도 마찬가지로 발생한다.

본 발명은, 상기 사정에 기초하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은, 워크에 신축 변형이 발생하여 워크에 형성한 패턴에 축소 확대가 발생해도, 당해 투영 노광에 의해 워크에 형성하는 패턴(예를 들면 배선 패드)의 위치와, 워크에 그 이전의 노광 처리에 의해 형성되어 있는 패턴(예를 들면 배선 패턴)의 위치를 동작에 지장이 없는 정도로 맞출 수 있으며, 또한, 다음 공정에서, 땜납의 스크린 인쇄, 컨택트 노광, 프록시미티 노광과 같은, 크기가 정해진 마스크와 워크를 접촉 혹은 접근시켜 마스크 패턴을 워크 상에 전사하는 작업을 행하는 경우에도, 워크 상에 형성된 패턴과 마스크 패턴 사이에 큰 어긋남을 발생시키는 일이 없도록 하는 것이다.

종래, 배선 패드의 패턴을 형성하는 노광 공정에서, 투영 노광 장치는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 투영 렌즈에 의해 투영된 마스크 M의 마스크 마크 MAM과, 워크 W에 형성되어 있는 워크 마크 WAM의 위치의 어긋남량 dR의 총합이 최소가 되도록, 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤을 행하고 있었다.

이에 반해, 본 발명에 있어서는, 상기 투영 노광 장치에서의 위치 맞춤 시에, 상기 마스크 M(제1 마스크)의 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량 dR의 총합에, 또한, 상기 제1 마스크 M의 마스크 마크 MAM의 위치와, 다음 공정에서 사용하는 제2 마스크(예를 들면 스크린 마스크 ScM)의 마스크 마크(예를 들면 SAM)의 기준 위치의 어긋남량 dM의 총합을 더한 것이 최소가 되도록, 상기 제1 마스크의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정함과 함께, 마스크 M 또는 워크 W를 이동시켜, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다.

상기 제2 마스크의 기준 위치란, 예를 들면, 스크린 마스크에 형성한 마스크 마크 SAM(스크린 마스크의 얼라인먼트 마크)의 위치이며, 이 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치는, 워크가 변형되기 전의 워크 마크의 위치, 혹은, 워크 W의 신축을 상정하여 작성되는 제2 마스크에서의 얼라인먼트 마크의 위치이다.

즉, 본 발명에 있어서는, 다음과 같이 하여 상기 과제를 해결한다.

(1) 제1 마스크의 패턴을, 상기 마스크와는 크기가 상이한 워크 상에 확대 또는 축소 투영하여, 상기 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 투영 이미지와, 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크 이미지를 위치 맞춤하여 상기 마스크 패턴을 워크 상에 노광하는 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법으로서, 다음 공정에서 상기 워크에 겹쳐 맞추어 사용되는 미리 정해진 크기의 제2 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치를 미리 기억해 둔다.

그리고, 제1 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행할 때에, 상기 제1 마스크의 패턴을 상기 워크 상으로 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정하여, 상기 제1 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크 이미지의 워크 상의 투영 위치와, 워크에 형성한 얼라인먼트 마크의 제1 어긋남량과, 제1 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 워크 상의 투영 위치와, 상기 기억되어 있는 제2 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치의 제2 어긋남량의 총합이, 가장 작아지도록, 상기 제1 마스크와 상기 워크를 위치 맞춤한다.

(2) 상기 (1)의 다음 공정에서의 작업은, 상기 워크에 상기 제2 마스크를 겹쳐 맞추어, 상기 마스크에 형성된 개구에 땜납 페이스트를 주입하여 워크 상에 땜납을 얹어 놓는 땜납 인쇄 작업, 혹은, 상기 제2 마스크에 형성된 패턴을 워크 상에 전사하는 컨택트 노광, 또는 프록시미티 노광이다.

본 발명에 있어서는, 투영 노광 장치에서의 제1 마스크와 워크의 위치 맞춤에 있어서, 상기 마스크와 워크의 관계뿐만이 아니라, 그 후의 공정에서, 상기 워크와 겹쳐 맞추거나, 혹은, 접근시켜 사용하는 크기가 미리 정해진 제2 마스크와의 위치 관계도 고려하여 위치 맞춤을 행한다.

이 때문에, 워크의 신축에 의해 워크에 형성되어 있는 패턴이 축소 확대되어도, 당해 투영 노광에 의해 워크에 형성하는 패턴(예를 들면 배선 패드)의 위치를, 그 이전에 워크에 형성되어 있는 패턴(예를 들면 배선 패턴)의 위치에 접근시킬 수 있음과 함께, 다음 공정에서 크기가 정해진 마스크와 워크를 접촉 혹은 접근시켜 마스크 패턴을 워크 상에 전사하는 작업을 행할 때에도, 워크 상에 형성된 패턴과 마스크 패턴 사이에 큰 어긋남을 발생시키는 일이 없다.

따라서, 다음 공정에서 예를 들면 스크린 인쇄를 행하는 경우에는, 땜납 패드를, 배선 패턴의 소정의 위치에 형성할 수 있으며, 또, 땜납을 배선 패드 상에 큰 어긋남을 발생시키는 일 없이 인쇄할 수 있다. 이 때문에, 단선이나 단락을 발생시키는 일 없이, 땜납을 도포한 기판을 작성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 투영 노광 장치의 구성을 나타낸 도 (1)이다.
도 2는 본 발명에 관련된 투영 노광 장치의 구성을 나타낸 도 (2)이다.
도 3은 마스크와 워크의 위치 맞춤을 설명한 도 (1)이다.
도 4는 마스크와 워크의 위치 맞춤을 설명한 도 (2)이다.
도 5는 본 발명의 실시예의 위치 맞춤 순서를 나타낸 플로차트이다.
도 6은 도 5의 플로차트에서의 위치 맞춤을 설명한 도이다.
도 7은 위치 맞춤 순서를 나타낸 그 외의 실시예의 플로차트이다.
도 8은 도 7의 플로차트에서의 위치 맞춤을 설명한 도이다.
도 9는 기판(워크) 상에 형성되는 배선 패턴과 배선 패드의 개념도이다.
도 10은 노광 장치에서의 마스크와 워크의 위치 맞춤 동작을 설명한 도이다.
도 11은 스크린 인쇄에 이용되는 마스크의 일례를 나타낸 도이다.
도 12는 스크린 인쇄 장치에 의한 작업을 설명한 도이다.
도 13은 스크린 인쇄 장치에 의한 작업 순서를 나타낸 플로차트이다.
도 14는 스크린 인쇄에 있어서, 워크가 신축되어 있지 않은 경우를 설명한 도이다.
도 15는 스크린 인쇄에 있어서 워크가 신축되어 있는 경우를 설명한 도이다.

이하 본 발명의 실시예에 대해서 설명하지만, 이하의 실시예에서는, 워크가 수축하여 패턴이 축소되는 경우를 예로서 설명한다. 그러나, 워크가 신장하여 패턴이 확대되는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

도 1, 도 2는, 본 발명에 관련된 투영 노광 장치의 구성을 나타낸 도이다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 노광 장치는, 워크(기판) 전체를 일괄하여 노광하는 것이며, 워크 마크는 4개 형성되고, 그에 대응하여 마스크 마크도 4개소 형성되어 있다.

또한, 이하의 실시예에 있어서는, 워크 전체를 일괄하여 노광하는 것이지만, 워크를 복수의 노광 영역으로 분할하여, 그 영역을 차례로 노광하는 노광에 대해서도 적용할 수 있다.

도 1, 도 2에 있어서, MS는 마스크 스테이지이다. 마스크 스테이지 MS에는, 마스크 마크 MAM과 마스크 패턴 MP가 형성된 마스크 M이 놓여져 유지된다. 마스크 스테이지 MS는, 마스크 스테이지 구동 기구(3)에 의해 XYθ방향으로 이동한다.

광조사 장치(1)로부터 노광광이 출사한다. 출사한 노광광은, 마스크 M, 투영 렌즈(2)를 통하여, 워크 스테이지 WS 상에 올려 놓아진, 레지스트를 도포한 워크 W 상에 조사되고, 마스크 패턴 MP가 워크 W 상에 투영되어 노광된다.

투영 렌즈(2)는 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)를 구비하고 있다. 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)는, 워크 W 상에 투영하는 마스크 패턴 MP의 투영 이미지의 배율을 변경한다.

투영 렌즈(2)와 워크 W 사이에는, 이 도의 화살표 방향으로 이동 가능한 얼라인먼트 현미경(10)이 4개소에 설치되어 있다. 마스크 패턴 MP를 워크 W 상에 노광하기 전에, 얼라인먼트 현미경(10)을 도시한 위치에 삽입하고, 마스크 마크 MAM과 워크 W에 형성되어 있는 워크 마크 WAM을 검출하여, 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤을 행한다. 위치 맞춤 후, 얼라인먼트 현미경(10)은, 워크 W 상으로부터 퇴피한다. 또한, 도 1, 도 2에 있어서는, 4개소 설치되어 있는 중의 1개의 얼라인먼트 현미경(10) 만을 나타낸다.

얼라인먼트 현미경(10)은, 하프 미러(10a), 복수의 렌즈 L1, L2 등과 CCD 카메라(10b)로 구성되어 있다. 얼라인먼트 현미경(10)의 CCD 카메라(10b)에 의해 수상한 마스크 마크 MAM 이미지, 워크 마크 WAM 이미지 등은, 제어부(11)에 보내어진다.

제어부(11)는, 상기 CCD 카메라(10b)로 수상한 화상을 처리하는 화상 처리부(11a), 마스크 마크 MAM의 위치 좌표 정보 등의 각종 파라미터를 기억하는 기억부(11b), 워크 마크로서 검출된 패턴의 위치 좌표가, 기억부(11b)에 기억된 마스크 마크 이미지의 위치 좌표에 일치하도록 워크 스테이지 WS 혹은 마스크 스테이지 MS(혹은 그 양쪽)를 이동시키거나, 또 투영 렌즈 줌 구동 기구에 의해 투영 렌즈에 의해 투영되는 마스크 패턴 MP 이미지의 배율을 변경하는 위치 맞춤 제어부(11d) 등을 구비한다.

워크 스테이지 WS 혹은 마스크 스테이지 MS는, 상기 위치 맞춤 제어부(11d)에 의해 제어되는 워크 스테이지 구동 기구(4), 마스크 스테이지 구동 기구(3)에 의해 구동되어, XY방향(X, Y：마스크 스테이지 MS, 워크 스테이지 WS면에 평행하게 서로 직교하는 방향)으로 이동시킴과 함께, XY평면에 수직인 축을 중심으로 회전한다.

투영 렌즈(2)는, 상기 위치 맞춤 제어부(11d)에 의해 제어되는 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)에 의해, 경탑 내의 일부의 렌즈가 구동되고, 투영되는 마스크 패턴 MP 이미지의 배율이 변경되어, 워크 W 상에 투영되는 마스크 패턴 MP가 확대 축소된다.

또, 워크 스테이지 WS의 표면의, 4개의 마스크 마크 MAM이 투영되는 위치에는 미러(5)가 설치되어 있다. 이 미러(5)는, 워크 스테이지 WS에 투영되는 마스크 마크 MAM 이미지를 반사한다. 반사한 마스크 마크 MAM 이미지가 얼라인먼트 현미경(10)에 도입된다.

상기 제어부(11)에는, 모니터(12)가 접속되고, 상기 화상 처리부(11a)에서 화상 처리된 화상은 모니터(12)의 화면에 표시된다.

상기한 바와 같이, 스크린 인쇄 장치에서도, 스크린 마스크 ScM과 워크 W의 위치 맞춤을 행하므로, 스크린 마스크 ScM에도, 노광 장치에서 사용하는 마스크 M과 마찬가지로, 얼라인먼트 마크 SAM이 4개 형성되어 있다. 그래서, 미리, 노광 장치의 제어부(11)의 등록부(11e)에, 땜납 인쇄용의 스크린 인쇄 장치에서 이용하는 스크린 마스크(메탈 마스크) ScM의 얼라인먼트 마크(제2 마스크 마크) SAM1~4의 위치 정보를 입력해 둔다.

스크린 마스크의 얼라인먼트 마크 SAM의 위치는, 워크의 수축을 고려한 워크 마크 WAM의 위치, 혹은, 워크에 수축 등의 변형이 발생하지 않은 상태의 워크 마크 WAM의 위치(즉 워크 마크의 설계치의 위치) 등에 대응시켜 설정한다.

이것은, 스크린 마스크는 기본적으로는, 상정되는 기판의 신축량을 고려하여, 혹은 변형이 발생하지 않은 기판을 상정하여 작성되며, 스크린 마스크의 제2 마스크 마크 SAM의 위치도, 상정되는 신축량의 워크의 워크 마크의 위치, 혹은 기판에 변형이 발생하지 않은 워크 마크의 위치에 맞추어 만들어지기 때문이며, 스크린 마스크 ScM의 제2 마스크 마크 SAM1~4의 위치 정보도 이들에 대응시켜 설정한다.

이것에 의해, 제어부(11)는, 기억부(11b)에 스크린 마스크의 제2 마스크 마크 SAM의 위치 정보를 기억시킨다.

도 3, 도 4는 본 실시예의 노광 장치에서의 마스크와 워크의 위치 맞춤을 설명한 도이며, 이 도에 의해, 본 실시예의 마스크와 워크의 위치 맞춤의 개요에 대해서 설명한다. 또한, 위치 맞춤의 순서의 상세에 대해서는 후술한다. 또한, 이하의 설명에서는, 투영 노광 처리의 다음 공정에서 스크린 인쇄를 행하는 경우에 대해서 설명하지만, 상기한 바와 같이, 다음 공정에서 컨택트 노광, 프록시미티 노광을 행하는 경우에도 마찬가지로 적용할 수 있다.

도 3(a)은 워크 W를 나타내며, 상기한 바와 같이 워크로서 사용하는 프린트 기판은, 공정의 반복에 의해 신축하지만, 이 도에서는 수축된 워크 W를 나타내고 있다. 워크 W에는 이 도에 나타낸 바와 같이 워크 마크 WAM1~WAM4가 설치되어 있다. 도 3(b)은 워크 스테이지 WS 상에 투영되는 마스크 M을 나타내며, 이 도는 축척이 예를 들면 1에서 워크 스테이지 WS 상에 투영되어 있는 경우를 나타내고 있다. 마스크 M 상에는 이 도에 나타낸 바와 같이, 마스크 마크 MAM1~MAM4가 설치되어 있다.

도 3(c)은 스크린 마스크 ScM을 나타내며, 스크린 마스크 ScM에 제2 마스크 마크 SAM1~SAM4가 설치되고, 제2 마스크 마크 SAM1~SAM4의 위치는, 상기한 바와 같이 제어부(11)의 기억부(11b)에 기억되어 있다.

도 4는, 상기 도 3(a)~(c)에 나타낸 워크 W와 마스크 M과 스크린 마스크 ScM을 중심이 일치하도록 겹쳐 맞추어, 각각에 설치된 얼라인먼트 마크가 가장 접근하도록 배치한 도이며, 워크 W와 마스크 M과 스크린 마스크 ScM을 겹쳐 맞추면, 예를 들면 이 도 (a)에 나타낸 바와 같이 된다.

또한, 노광 장치의 제어부(11)에는, 스크린 마스크 ScM의 얼라인먼트 마크 SAM1~SAM4의 위치 좌표가 기억되어 있을 뿐이며, 스크린 마스크 ScM의 개구부의 패턴이나, 워크 W 상의 배선 패드(땜납 패드) Pd의 위치가 기억되어 있는 것은 아니기 때문에 이 도에 나타낸 바와 같이 워크 W와 마스크 M과 스크린 마스크 ScM을 겹쳐 맞춘 상태가 되는 것은 아니지만, 이 도는 이해를 용이하게 하기 위해, 이들을 겹쳐 맞추어 나타낸 것이다.

워크 W와 마스크 M과 스크린 마스크 ScM을 겹쳐 맞추면, 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 각각에 설치된 얼라인먼트 마크 WAM1-4, MAM1-4, SAM1-4가 어긋난 상태로 겹쳐, 예를 들면 그 우측 하부의 얼라인먼트 마크 WAM4, MAM4, SAM4를 확대하여 나타내면, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 된다.

여기서, 워크 마크 WAM4와 마스크 마크 MAM4의 어긋남량을 dR4로 하고, 마스크 마크 MAM4와 제2 마스크 마크 SAM4의 어긋남량을 dM4로 한다.

마찬가지로, 워크 마크 WAM1-3과 마스크 마크 MAM1-3의 어긋남량을 각각 dR1~dR3으로 하고, 마스크 마크 MAM1-3과 제2 마스크 마크 SAM1-3의 어긋남량을 각각 dM1~dM3으로 한다.

본 실시예에 있어서는, 상기 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량 dR1~4의 총합에, 또한, 상기 마스크 M의 마스크 마크 MAM의 위치와, 다음 공정에서 사용하는 스크린 마스크 ScM의 제2 마스크 마크 SAM1~4의 어긋남량 dM1~4의 총합을 더한 것이 최소가 되도록, 상기 마스크 M의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정함과 함께, 마스크 M 또는 워크 W를 이동시켜, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다.

즉, 4개의 마스크 마크 MAM1~4의 위치 좌표와, 그에 대응하는 4개의 워크 마크 WAM1~4의 위치 좌표의 어긋남량 dR1~dR4의 총합은, 다음에 나타낸 상기 식 (1)로 표시된다.

또, 4개소의 마스크 마크 MAM1~4와 스크린 마스크 ScM의 제2 마스크 마크 SAM1~4의 어긋남량의 총합은, 다음 식 (2)로 표시된다.

또한, 종래는, 이 어긋남량 dR1~dR4의 총합(식 (1))이 가장 작아지도록 하여 위치 맞춤을 행하고 있었다.

본 실시예에서는, 식 (1)로 표시되는 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량 dR1~4의 총합과, 식 (2)로 표시되는 마스크 마크 MAM과 제2 마스크 마크 SAM의 어긋남량 dM1~4의 총합의 합이 가장 작아지도록, 상기 마스크 M의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정함과 함께, 마스크 M 또는 워크 W를 이동시켜, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다.

마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량의 총합과, 마스크 마크 MAM과 스크린 마스크의 제2 마스크 마크 SAM의 어긋남량의 총합의 합은, 다음 식 (3)으로 표시된다. 즉 노광 장치는, 식 (3)의 값이 최소가 되도록, 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행한다.

이것에 의해, 노광 처리에 의해 워크 W에 형성되는 배선 패드의 위치는, 수축된 워크 W에 수반하여 축소된 배선 패턴과, 스크린 마스크 ScM의 개구의 중간 위치가 된다.

그 때문에, 노광에 의해 워크 W에 형성하는 땜납 패드 Pd는, 축소되어 있는 배선 패턴 Pp의 땜납 패드를 형성해야 할 소정의 위치에 대해, 완전하게는 일치하지 않지만, 단선이나 단락이 발생할 정도로는 어긋나지 않는 위치에 형성된다.

또, 이 후, 스크린 인쇄에 의해 형성하는 땜납의 인쇄도, 노광에 의해 형성된 땜납 패드 Pd의 위치에 대해, 완전하게는 일치하지 않지만, 단선이나 단락이 발생할 정도로는 어긋나지 않는 위치에 형성된다.

또한, 식 (3)의 α는, 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 위치 맞춤과, 스크린 마스크의 얼라인먼트 마크 SAM과 마스크 마크 MAM의 위치 맞춤의, 어느 쪽에 중점을 두는지의 계수이다.

α>1로 하면, 마스크 마크 MAM과 제2 마스크 마크 SAM의 어긋남량 dM1~4의 총합이 작아지도록 위치 맞춤이 행해진다. 즉, 마스크 M과 스크린 마스크 ScM의 어긋남이 적도록 위치 맞춤을 행한다.

α<1로 하면, 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량 dR1~4의 총합이 작아지도록 위치 맞춤이 행해진다. 즉, 마스크 M과 워크 W의 어긋남이 적도록 위치 맞춤을 행한다.

α=1로 하면, 마스크 마크 MAM과 제2 마스크 마크 SAM의 어긋남량 dM1~4의 총합과, 마스크 마크 MAM과 워크 마크 WAM의 어긋남량 dR1~4의 총합이 균등하게 되도록 위치 맞춤이 행해진다.

α의 값은, 워크 W에 형성되어 있는 배선 패턴 Pp와 땜납 패드 Pd의 위치 맞춤에 가중치를 두는지, 인쇄하는 땜납 S와 땜납 패드 Pd의 위치 맞춤에 가중치를 두는지에서, 그 양에 따라 적절히 설정한다.

도 5는 위치 맞춤 순서를 나타낸 플로차트, 도 6은 위치 맞춤의 설명도이며, 이하, 상기 도 1, 도 2 등을 참조하면서 구체적인 위치 맞춤 순서에 대해서 설명한다.

우선, 상기한 바와 같이, 노광 장치의 제어부(11)의 등록부(11e)에, 땜납 인쇄용의 스크린 인쇄 장치에서 이용하는 스크린 마스크(메탈 마스크) ScM의 제2 마스크 마크 SAM1~4의 위치 정보를 설정해 둔다(도 5의 단계 S1).

다음에 마스크 마크 MAM을 서치한다(도 5의 단계 S2). 즉, 워크 스테이지 WS에 워크 W가 없는 상태(도 2 참조)에서, 4개의 마스크 마크 MAM이 형성된 마스크 M에 광조사 장치(1)로부터 광을 조사한다. 마스크 마크 MAM은 투영 렌즈(2), 얼라인먼트 현미경(10)의 하프 미러(10a)를 통하여 워크 스테이지 WS의 표면에 설치된 미러(5) 상에 투영된다. 마스크 마크 MAM은 미러(5)에 의해 반사되어, 하프 미러(10a), 렌즈 L1, L2를 통하여 CCD 카메라(10b)에 입사한다. 입사한 마스크 마크 MAM 이미지는 제어부(11)의 화상 처리부(11a)에 의해 화상 처리되어, 각 마스크 마크 MAM1~4의 위치 좌표가 기억부(11b)에 기억된다. 마스크 마크 MAM의 위치가 기억되었으면, 광조사부(1)로부터의 광조사를 정지시킨다. 또한, 이 때의 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)에 의한 마스크 패턴 MP의 투영 이미지의 배율은, 상기한 바와 같이 배율이 1이어도 되고, 또, 워크의 치수에 맞춘 배율을 설정해도 된다.

그 다음에, 도시하지 않은 반송계에 의해 워크 W가 반송되어, 워크 스테이지 WS 상에 워크 W가 올려 놓아진다(도 1 참조). 워크 W에는 배선 패턴이 형성되고 레지스트가 도포되어 있다. 상기 워크 W의 워크 마크 WAM을 서치한다(도 5의 단계 S3).

즉, 워크 W에 형성되어 있는 워크 마크 WAM의 이미지는, 얼라인먼트 현미경(10)의 하프 미러(10a), 렌즈 L1, L2를 통하여 CCD 카메라(10b)에 의해 촬상된다. 촬상된 워크 마크 WAM 이미지는, 제어부(11)의 화상 처리부(11a)에 의해 화상 처리되어, 각 워크 마크 WAM1~4의 위치 좌표가 구해진다.

상기와 같이 하여 얻은, 워크 마크 WAM1~4, 마스크 마크 MAM1~4 제2 마스크 마크 SAM1~4를 도시하면 예를 들면 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 된다. 또한, 이 도는 워크 마크 WAM1~4가 가장 외측에 배치되고, 마스크 마크 MAM1~4가 그 내측에 배치되며, 제2 마스크 마크 SAM이 가장 내측에 배치되는 경우를 나타내고 있다.

제어부(11)의 연산부(11c)는 상기 워크 마크 WAM1~4, 마스크 마크 MAM1~4의 중심 위치를 구한다. 이것에 기초하여, 제어부(11)의 위치 맞춤 제어부(22d)는, 제2 마스크 마크 SAM1~4의 중심 위치에 일치하도록, 또, 워크 마크 WAM1~4, 마스크 마크 MAM1~4, 제2 마스크 마크 SAM1~4에 의해 각각 형성되는 직사각형의 각 변이 평행이 되도록 워크 스테이지 WS 또는 마스크 스테이지 MS를 XYθ방향으로 이동시킨다(도 5의 단계 S4).

이것에 의해, 워크 마크 WAM1~4 마스크 마크 MAM1~4, 제2 마스크 마크 SAM1~4는 도 6(b)에 나타낸 바와 같은 배치가 된다.

제어부(11)의 연산부(11c)는, 워크 마크 WAMi(i=1~4)와 마스크 마크 MAMi(i=1~4)의 위치 좌표의 차를 연산하여 그것을 ai(i=1~4)로 한다. 또, 마스크 마크 MAMi(i=1~4)와 제2 마스크 마크 SAMi(i=1~4)의 차를 연산하여 이것을 bi(i=1~4)로 한다(도 5의 단계 S5).

그리고, 이하의 식 (4)에 의해 워크 마크 WAMi, 마스크 마크 MAMi, 제2 마스크 마크 SAMi의 어긋남량의 총합 E를 구하여, 어긋남량의 총합 E가 최소가 되는 마스크 M의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율을 연산한다(도 5의 단계 S6). 위치 맞춤 제어(11d)는, 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)를 구동하여, 투영 렌즈(2)의 배율을 설정한다(도 5의 단계 S7).

이상과 같이 하여 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤이 행해지면, 상기한 바와 같이, 워크 W에 대해 마스크 M을 통하여, 광조사부(1)로부터 노광광을 조사하여, 마스크 M에 형성되어 있는 패턴을 워크 W 상에 노광한다. 이것에 의해, 워크 W에 형성되어 있는 배선 패턴의 소정의 위치에 배선 패드가 형성된다.

다음에, 상기 도 11~13에서 설명한 바와 같이, 워크 W와 스크린 마스크 ScM의 위치 맞춤을 행하여, 스크린 마스크 ScM과 워크 W를 접촉시켜, 워크 W 상의 배선 패드 상에 땜납을 도포하여 땜납 패드를 형성한다.

이것에 의해, 워크에 형성되는 배선 패드는, 배선 패턴을 형성한 위치에 대해, 크게 어긋난 위치에 형성되는 일은 없으며, 또한, 다음 공정에서 스크린 인쇄에 의해 도포되는 땜납의 위치도 배선 패드의 위치에 대해, 완전하게는 일치하지 않지만, 크게 어긋나는 일이 없다.

다음에, 도 7, 도 8에 의해 위치 맞춤 순서가 다른 실시예를 설명한다. 도 7은, 위치 맞춤 순서를 나타낸 플로차트, 도 8은 위치 맞춤의 설명도이다.

도 5, 도 6에서는, 마스크 M과 워크 W의 중심 위치를 맞춘 후에, 어긋남량의 총합 E가 최소가 되도록 투영 렌즈의 배율을 설정하는 경우의 순서에 대해서 설명했지만, 도 7, 도 8은 상기와 같은 중심 위치를 맞추는 조작을 하는 일 없이, 위치 맞춤을 행하는 경우를 나타내고 있다.

우선, 상기한 바와 같이, 노광 장치의 제어부(11)의 등록부(11e)에, 땜납 인쇄용의 스크린 인쇄 장치에서 이용하는 스크린 마스크(메탈 마스크) ScM의 제2 마스크 마크 SAM1~4의 위치 정보를 설정해 둔다(도 7의 단계 S1).

다음에 마스크 마크 MAM을 서치한다(도 7의 단계 S2). 그리고, 마스크 마크 MAM1~4의 위치 좌표를 기억부(11b)에 기억시킨다.

그 다음에, 워크 W의 워크 마크 WAM을 서치한다(도 7의 단계 S3).

상기와 같이 하여 얻은, 워크 마크 WAM1~4, 마스크 마크 MAM1~4, 제2 마스크 마크 SAM1~4를 도시하면 예를 들면 도 8(a)에 나타낸 바와 같이 된다(상기 도 6(a)와 동일).

제어부(11)의 연산부(11c)는, 워크 마크 WAMi(i=1~4)와 마스크 마크 MAMi(i=1~4)의 위치 좌표의 차를 연산하여 이것을 ai(i=1~4)로 한다. 또, 마스크 마크 MAMi(i=1~4)와 제2 마스크 마크 SAM(i=1~4)의 차를 연산하여 이것을 bi(i=1~4)로 한다(도 7의 단계 S4).

그리고, 상기 식 (4)에 의해 워크 마크 WAMi, 마스크 마크 MAMi, 제2 마스크 마크 SAMi의 어긋남량의 총합 E를 구하고, 어긋남량의 총합 E가 최소가 되는 마스크 M의 패턴을 확대 또는 축소 투영하는 배율과, 마스크 스테이지 MS 혹은 워크 스테이지 WS의 XYθ 이동량을 연산한다(도 7의 단계 S5).

그리고, 이것에 기초하여, 제어부(11)의 위치 맞춤 제어부(22d)는, 제2 마스크 마크 SAM1~4의 중심 위치에 일치하도록, 또, 워크 마크 WAM1~4, 마스크 마크 MAM1~4, 제2 마스크 마크 SAM1~4가 각각 가장 접근하도록, 워크 스테이지 WS 또는 마스크 스테이지 MS를 XYθ방향으로 이동시킴과 함께, 투영 렌즈 줌 구동 기구(2a)를 구동하여, 투영 렌즈(2)의 배율을 설정한다(도 7의 단계 S6). 이것에 의해, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 마스크 M과 워크 W의 위치 맞춤이 행해진다.

1: 광조사 장치 2: 투영 렌즈
2a: 투영 렌즈 줌 구동 기구 3: 마스크 스테이지 구동 기구
4: 워크 스테이지 구동 기구 5: 미러
10: 얼라인먼트 현미경 10a: 하프 미러
10b: CCD 카메라 11: 제어부
11a: 화상 처리부 11b: 기억부
11c: 연산부 11d: 위치 맞춤 제어부
11e: 등록부 12: 모니터
13: 마스크 스테이지(스크린 인쇄용)
14: 워크 스테이지(스크린 인쇄용) 15: 스퀴지
16: 얼라인먼트 현미경(스크린 인쇄용)
L1, L2: 렌즈 M 마스크
MS: 마스크 스테이지
MAM: 마스크 마크(마스크의 얼라인먼트 마크)
Pd: 배선 패드 Pp 배선 패턴
S: 땜납
ScM 스크린 마스크(메탈 마스크)
SAM: 제2 마스크 마크(스크린 마스크의 얼라인먼트 마크)
W: 워크 WS 워크 스테이지
WAM: 워크 마크(워크의 얼라인먼트 마크)

Claims

제1 마스크의 패턴을, 상기 제1 마스크와는 크기가 상이한 워크 상에 확대 또는 축소 투영하여, 상기 제1 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 투영 이미지와, 워크 상에 형성된 얼라인먼트 마크 이미지를 위치 맞춤하여 상기 제1 마스크의 패턴을 워크 상에 투영 노광하는 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법으로서,
상기 투영 노광 후의 다음 공정에서 상기 워크에 겹쳐 맞추어 사용되는 미리 정해진 크기의 제2 마스크의 얼라인먼트 마크의 위치를 미리 기억해 두고,
제1 마스크와 워크의 위치 맞춤을 행할 때에,
상기 제1 마스크의 패턴을 상기 워크 상으로 확대 또는 축소 투영하는 배율을 조정하여, 상기 제1 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크 이미지의 워크 상의 투영 위치와, 워크에 형성한 얼라인먼트 마크의 제1 어긋남량과,
제1 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 워크 상의 투영 위치와, 상기 기억되어 있는 제2 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치의 제2 어긋남량의 총합이 가장 작아지도록, 상기 제1 마스크와 상기 워크를 위치 맞춤하는 것을 특징으로 하는, 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 다음 공정에서의 작업은, 상기 워크에 상기 제2 마스크를 겹쳐 맞추어, 상기 마스크에 형성된 개구에 땜납 페이스트를 주입하여 워크 상에 땜납을 얹어 놓는 땜납 인쇄 작업, 혹은, 상기 제2 마스크에 형성된 패턴을 워크 상에 전사하는 컨택트 노광, 또는 프록시미티 노광인 것을 특징으로 하는, 마스크와 워크의 위치 맞춤 방법.